第六章章幻灯片(还原熔炼反应热力学). (Power point 文件 06)课件.pptVIP

第六章 氧化物还原熔炼反应的热力学 氧化物还原的热力学条件 氧化物的间接还原反应 氧化物的直接还原反应 金属热还原反应 铁的渗碳及含碳量 熔渣中氧化物的还原反应 高炉冶炼的脱硫反应 铁浴熔融还原反应 4 1 2 3 5 6 7 8 氧化物还原的热力学条件 1.1 氧化物被还原的温度条件 1 1.2 氧化物的还原分为三类 ●在CO2（或H2O）的氧势线以上的氧化物均能为 CO（或H2）所还原。是易还原的氧化物，如： CuO、ZnO、PbO、CoO、Fe2O3、MnO2、V2O5 ●在CO的氧势线以上的氧化物均能为固体C还原， 但不一定能为CO（或H2）所还原，是中等还原 性的氧化物，如：Cr、V、Ni、Si的氧化物。 ●仅能在高温下为固体碳还原的氧化物，是难还原 的氧化物，如CaO、MgO、Al2O3。 氧化物的间接还原反应热力学 2 2.1 CO还原铁的各级氧化物的特点 2.1.1 逐级还原 对于反应（１）、（２）、（３）、（４）： 2.1.2 各反应平衡曲线的特点 例题 ●Fe2O3很容易被CO还原， 平衡曲线基本上与横坐标重和。 ●反应（１）（３）（４）曲线向上，放热反应 反应（２）曲线向下，吸热反应。 ●反应（２）（３）（４）交于O点，O点自由度为0。 2.2 H2还原铁的各级氧化物的特点 2.2.1 逐级还原 对于反应（１）’、（２）’、（３）’、（４）’： 2.2.2 各反应平衡曲线的特点 ●Fe2O3很容易被H2还原， 平衡曲线基本上与横坐标重和。 ●反应（２）’（３）’（４）’曲线向下，吸热反应 反应（１）’曲线向上，放热反应。 ●反应（２）’（３）’ （４）’相交于O’点， O’点自由度为0。 2.3 用H2、CO还原铁氧化物的比较 3 氧化物的直接还原反应 3.1 固体碳还原氧化物的热力学 ●反应方程式 ●直接还原的两种组合方法 ●直接还原反应与间接还原反应的关系 当固体碳存在并过剩时，体系中C+CO2=2CO反应的平衡成分控制气相组成。即C+CO2=2CO是气相平衡成分的控制者。间接还原反应加上碳的气化反应就是直接还原反应。 3.2 固体碳直接还原铁的各级氧化物 3.2.1 逐级还原反应方程式 对于反应（1）、（2）、（3）、（4）： 3.2.2 当固体碳存在时，对间接还原稳定区的影响 3.2.3 复杂氧化铁的还原 用两个反应组合： ——————————————— 3.2.4 其他氧化物的直接还原 ●直接还原出金属 ●生成碳化物 4 金属热还原 4.1 定义 ●利用和氧亲和力强的金属去还原和氧亲和力弱的金 属的氧化物，制取不含碳的纯金属或合金。 ●常用的金属热还原法有：硅热法、铝热法。 4.2 特点 4.3 应用 ●强放热反应，一般情况下，不外加热源。 ●得到的产物不含碳或含碳量很低。 5 熔渣中氧化物的还原 5.1 熔渣中氧化物还原的类型 5.2 元素在铁液与熔渣中的分配比 ●有[C]、CO恒定组分参加的还原反应。 ●没有[C]、CO恒定组分参加的两相间的共轭反应。 5.3 Mn的分配比 影响分配比的因素： 5.4 其它元素的分配比 6 铁的渗碳反应与生铁的含碳量 6.1 碳势 6.1.1 定义 体系中碳的相对化学位。 6.1.2 碳势图 6.1.3 能分解出碳的混合气体的也具有碳势 ● CO的碳势 ● CH4的碳势 ●气体与金属接触时，其碳势高于金属的碳势， 则发生渗碳。 6.2 CO对铁渗碳 6.2.1 渗碳反应 7 高炉炼铁的脱硫反应 7.1 气固相的脱硫反应 7.2 炉渣的脱硫反应 7.2.1 分子理论 7.2.2 离子理论 ●温度： ●熔渣组成： ●金属熔体中元素的影响： 7.3 铁水的炉外脱硫 ●苏打 ●电石 ●石灰 ●石灰石 ●镁粉 ●稀土合金 ●钙镁合金 ●硅钙合金 7.3.1 脱硫剂 7.3.2 加入方法 直接加入出铁沟内（或出铁槽内）， 冲入铁罐中。